直流发电机的工作原理及结构
直流发电机的工作原理及结构
电机的可逆运行原理
两个定理与两个定则
1、电磁感应定理
在磁场中运动的导体将会感应电势，若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直，则作用导体中感应的电势大小为： e = B·l·v
符号物理量单位
B 磁场的磁感应强度Wb/m2
v 导体运动速度米/秒
l 导体有效长度m
e 感应电势V
电势的方向用右手定则
2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直(见下图)，作用在导体上的电磁力大小为：f = B·l·i
符号物理量单位
i 导体中的电流A
l 导体有效长度m
f 电磁力N
力的方向用左手定则
（一）直流发电机的工作原理
1.直流发电机的原理模型
2.发电机工作原理
a、直流电势产生
用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边a b 和c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势
b、结论
线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A B 端的电动势却是直流电动势。
直流发电机[浏览次数：约145次]
?直流发电机是一种把机械能转换为直流电输出的电机，流电动机具有良好的起动性能和调速性能，因此广泛应用于要求调速平滑，调速范围广等对调速要求较高的电气传动系统中，如电力机车、无轨电车、轧钢机起重设备等。
目录
?直流发电机的结构
?直流发电机的部件功能
?直流发电机的工作原理
?直流发电机的额定值
直流发电机的结构
直流电机的结构可分为静止和转动两部分，静止部分称为定子，旋转部分称为转子（也称电枢）。
图1 与图2分别为直流电机的纵剖面示意图和横剖面示意图。
直流电机纵剖面示意图
直流电机横剖面示意图
直流电机定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等；转子部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇和转轴等。
直流发电机的部件功能
1、主磁极
主磁极用来产生气隙磁场，并使电枢表面的气隙磁通密度按一定波形沿空间分布。主磁极包括主磁极铁芯和励磁绕组。主磁极铁芯由１mm～1.5mm 厚的低碳钢薄板冲片叠压而成。励磁绕组用圆形或矩形纯铜绝缘电磁线制成。各磁极的励磁绕组串联连接成一路，以保证各主极励磁绕组的电流相等。
大的直流电机在极靴上开槽, 槽内嵌放补偿绕组，与电枢绕组串联，用以抵消极靴范围内的电枢反应磁动势，从而减少气隙磁场的畸变，改善换向，提高电机运行可靠性。
2、换向极
也称附加极，用于改善直流电机的换向性能。换向极由换向极铁芯和换向极绕组组成。其铁心一般也用１mm～1.5mm厚的低碳钢薄板冲片叠压而成。换向极绕组必须和电枢绕组相串联，由于要通过的电枢电流较大，通常采用较粗的矩形截面导体绕制而成。换向极安装在两相邻主极之间，其数目一般与主极数相等。小功率直流电机可不装换向极。
3、机座
直流电机的机座用来固定主极、换向极、端盖等，并借助底脚将电机固定在基础上。
同时，直流电机的机座是磁极间的磁通路径(称为磁轭)，所以用导磁性好、机械强度较高的铸钢或厚钢板制成，不能采用铸铁。
4、电枢铁芯
电枢铁心用来通过磁通并嵌放电枢绕组，是主磁路的一部分。由于转子在定子主磁极产生的恒定磁场内旋转，因此电枢铁芯内的磁通是交变的，为减少涡流和磁滞损耗，通常用两面涂绝缘漆的0.5mm 硅钢片叠压而成。冲片上有均匀分布的嵌放电枢绕组的槽和轴向通风孔。
5、电枢绕组
电枢绕组是产生感应电动势和电磁转矩，实现机电能量转换的关键部件。容量较小的直流电机的电枢绕组用圆形电磁线绕制而成，而大多数直流电机的电枢绕组均用矩形绝缘导线绕制成定形线圈，然后嵌入电枢铁心的槽中，线圈与铁心之间以及上、下层线圈之间都必须妥善绝缘。为了防止电枢旋转时离心力的作用，绕组在槽内部分用绝缘槽楔固定，而伸到槽外的端接部分则用非磁性钢丝扎紧在线圈支架上。
6、换向器
换向器是直流电机特有的关键部件，将电枢绕组内部的交流电势转换成电刷间的直流电势。换向器的质量好坏将直接影响直流电机的运行可靠性。换向器由许多称为换向片的、彼此互相绝缘的铜片组合而成，有多种结构形式，换12 向器由V 型套筒、换向片、云母片（换向片间的绝缘）和压紧圈等组成紧密整体。小型换向器用热固性环氧树脂热压成整体。电枢绕组端部嵌放在换向片端部槽内，并焊接在一起。
7、电刷装置
电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握上的刷盒内，用弹簧将电刷压紧与换向器表面紧密接触，保证电枢转动时电刷与换向器表面有良好的接触。电刷装置与换向器配合将转动的电枢绕组和静止的外电路联通。
8、气隙
定、转子之间的气隙是主磁路一部分，其大小直接影响运行性能。由于气隙磁场由直流励磁产生，因此直流电机的气隙可比异步电动机大得多，小型直流电机为1～3 mm，大型直流电机可达12mm。
直流发电机的工作原理
发电机运行时的直流电机工作模型如图所示，图中的电刷Ａ和Ｂ间外接的是直流负载，电机由一原动机拖动以逆时针方向旋转。在图示瞬间，元件边ab的感应电势方向为b端到a端，元件边cd的感应电势方向为d端到c端，元件中的电流ia的方向为B刷→d→c→b→a→Ａ刷，元件边ab、cd产生电磁力f，作用在电枢圆周切线方向的电磁力f将产生电磁转矩Ｔem，方向为顺时针，与电机旋转方向相反。转过180°的位置后，元件内的电流ia的方向为从Ｂ刷→a→b→c→d→Ａ刷，外电路中的电流I的方向仍不变，产生的电磁转矩Ｔem方向仍为顺时针。
直流发电机的工作模型
由上面分析可见，直流电机在作发电机运行时，有以下几个特点：
（1）在每个电枢线圈内流动的电流ia为交流，同时产生的感应电势e亦为交流。
（2）电刷间为直流电势，而元件内的感应电动势e和电流ia的方向相同。
（3）由电枢电流所产生的磁场在空间上也是固定不变的。
（4）n与电磁转矩Ｔem 反方向，电磁转矩Ｔem 起制动作用。
直流发电机的额定值
?额定值是电机生产企业按国家标准对电机产品在指定工作条件下（即额定工作条件）所规定的一些量值。主要额定值通常标在电机的铭牌上。直流电动机的主要额定值有：
?直流电机有电动机和发电机两种状态，分别对这两种状态的原理进行分析。
?一、直流电动机的工作原理
?
?图2-1-1-1 直流电动机模型
?直流电动机的工作原理是建立在电磁力定律基础上的。
?
?图2-1-1-2 一对主磁极下气隙磁场的分布
?在图2-1-1-1 a）中，当在线圈上加上直流电压，就有直流电流通过，上圈边中电流由a→b，根据左手定则，ab线圈受到电磁力f=Bli 的作用，方向向左，下圈边中电流由c→d，同样受到电磁力
的作用，方向向右，这样作用在线圈上的电磁转矩为T=bliD ，其中D为圆柱体直径。在该电磁
转矩作用下，电枢将逆时针旋转。
?但是当线圈旋转过几何中性线之后，到达如图b）所在位置时，此时由于线圈内电流方向未变，但所处磁场方向发生改变，因此根据左手定则，ab线圈所受电磁力方向变为向右，cd线圈所受电
磁力方向变为向左，此时作用在线圈上的电磁转矩和图a)中相反，电枢将顺时针旋转。从图a)和
图b）两种不同状态的分析中可知，由于线圈中电流保持不变，在不同磁极下磁密b的方向正负
交替，因此线圈所受电磁转矩为交变的，电枢无法持续旋转。
?为了让电枢持续旋转，就必须维持电磁转矩和电磁力方向
?
?图2-1-1-3 一对主磁极下气隙磁场的分布
?不变，这就需要在线圈转过几何中性线后，同时改变线圈内的电流。为此，在原有的基础上，增加电刷和换向器装置，外加电压并非直接加在线圈上，而是通过电刷A、B和换向器再加到线圈上，电刷是固定不动的，而换向器是随线圈旋转的，如图2-1-1-3所示。有了这样的装置，电流i 总是从正极性电刷A流入，经过处在N极下的圈边，再从处在S极下的圈边，由负极性电刷B 流出；固当圈边轮流交替处于N极和S极下时，圈边中的电流随其所处磁极极性的改变而改变其方向，从而使电磁转矩的方向一致保持不变，使电动机连续旋转。
?此时的换向器起到将外电路的直流电流改变为线圈内的交变电流的“逆变”的作用。
?二、直流发电机的工作原理
?
?图2-1-1-4 直流发电机模型
?直流发电机的工作原理是建立在电磁感应定律基础上的。如图2-1-1-4(a)，电枢由原动机带动下以转速n恒速逆时针旋转，由电磁感应定律，上下圈边内感应电动势的瞬时值为e= B δ lv ，B δ 为导体所处位置的气隙磁通密度；l为导体的有效长度，即导体切割磁力线部分的长度；v为导体切割磁力线的线速度，故e正比于 B δ ，即导体内感应电动势随时间的变化规律与气隙磁场沿气隙的分布规律相同，直流电机线圈中的感应电动势是交变的。
?为了产生直流电动势，我们在图2-1-1-4(a)的基础上，也增加电刷和换向器，如图(b)。由于电刷与磁极保持相对静止，即电刷A只与处于N极下的导体相接触，则当导体ab在N极下时，电动势方向由b到a引到A,电刷A的极性为“+”；乃至导体cd转至N极下，电刷A与导体cd接触，
电动势改由c到d引到A，A的极性依然为“+”。由此可见，电刷A的极性永远为“+”。同理，电刷B的极性永远为“-”。故得电刷A、B间的电动势为直流电动势。
?直流电机电枢绕组所感应的电动势是极性交替变化的交流电动势，只是由于换向器配合电刷的作用才把交流电动势“换向”成为极性恒定的直流电动势。正因为如此，通常把这种类型的电机称之为换向器式直流电机。此时的换向器起到将电枢的交流电动势改变为外电路直流电动势的“整流”
的作用。
?
?图2-1-1-5 每极多线圈串联时电刷电动势波形
?对于上图所示简单模型，因为只有一个线圈，其供电电压和电流波形的脉动都会比较大一些。为使电刷端电动势的脉动程度降低，实际电机中的电枢上就不只是敷设一个线圈，而是由合理设计的多个线圈均匀分布，并按一定规律连接起来组成电枢绕组。当每个磁极下均匀分布的导体数为3时，电动势波形将如图2-1-1-5所示。
?直流电机总体上由定子（静止部分）和转子（运动部分）两大部分组成。直流电机的定子用于安放磁极和电刷，并作为机械支撑，它包括主磁极、换向极、电刷装置、机座等。转子一般称为电枢，主要包括电枢铁心、电枢绕组、换向器等。
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?图2-1-2-1 直流电机结构图
?一、直流电机定子
? 1. 主磁极
?主磁极简称主极，用于产生气隙磁场。绝大部分直流电机的主极都不用永久磁铁，而是采用电磁铁，采用主极铁心外套励磁绕组，励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主极铁心一般用1mm～
1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压而成。为了使主磁通在气隙中分布更合理，同时也使励磁绕组固定
更牢固，极靴要比极身宽些。电机中各主磁极要以N极和S极交替极性方式沿机座内圆均匀排列。
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?图2-1-2-2 主磁极
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?图2-1-2-3 多边形机座
? 2. 换向极
?换向极也叫间极或附加极，专用于改善电机换向。换向极也由铁心和套在上面的绕组构成，铁心一般采用钢片叠压或整块钢制成。换向极装在两相邻主极之间，其数目一般与主极数相等，小功率直流电机换向极数可为主极数的一半，也可不装。换向极绕组一般与电枢绕组串联。
? 3. 机座
?机座一般用铸钢或用薄钢板焊接而成，形状有圆型或多边形。机座起固定作用，可固定主极、换向器和端盖，机座底脚部分与基础固定，另外机座是电机磁路的一部分，称为磁轭。
? 4. 电刷
?电刷的作用之一是把转动的电枢与外电路相连接，使电流经电刷进入或离开电枢；其二是与换向器配合作用而获得直流电压。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和汇流条等零件构成。
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?图2-1-2-4 电刷和电刷装置
?二、直流电机转子
? 1. 电枢铁心
?电枢铁心是用来构成磁通路径并嵌放电枢绕组的。为了减少涡流损耗，电枢铁心一般用厚
0.35mm～0.5mm的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。嵌放绕组的槽型通常有矩形和梨形两种。对于
小容量电机，铁心叠片(也叫冲片)尽可能采用整形圆片；而大容量电机则可能要多片拼接，并且还要沿轴向方向分段，段与段之间再设置径向通风道，以加强冷却。
? 2. 电枢绕组
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?图2-1-2-5 电枢绕组在槽中的绝缘情况
?电枢绕组是用来感应电动势、通过电流并产生电磁力或电磁转矩，使电机能够实现机电能量转换的核心构件。电枢绕组由多个用绝缘导线绕制的线圈连接而成。小型电机的线圈用圆铜线绕制，较大容量时用矩形截面铜材绕制，各线圈以一定规律与换向器焊连。导体与导体之间，线圈与线圈之间以及线圈与铁心之间都要求可靠绝缘。为防止电机转动时线圈受离心力作用而甩出，槽口要加槽楔固定。唯一例外的是无槽电机，此时电枢绕组均匀敷设在电枢表面，但依然需要牢固绑扎，并且只可能在小容量直流电机中采用。
? 3. 换向器
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?图2-1-2-6 换向器
?换向器的作用是把电枢绕组内的交流电动势用机械换接的方法转换为电刷间的直流电动势。换向器由多片彼此绝缘的换向片构成。
?额定值是电机制造厂根据国家标准要求，对电机额定运行工况的物理量进行规定的数据。直流电机的额定值主要有以下几项：
? 1. 额定功率（容量）P N (W或kW) ；
? 2. 额定电压U N (V) ；
? 3. 额定电流I N (A) ；
? 4. 额定转速n N (r/min?) ；
? 5. 励磁方式和额定励磁电压U fN (V) ，额定励磁电流I fN (A) 。
?额定值一般标记在电机的铭牌或产品说明书上，但不一定同时都标在一台电机的铭牌上。
?关于额定功率(也叫额定容量)，定义为电机的额定输出功率。对发电机来说它就是电端口所输出的电功率，即
?P N = U N I N
?而对电动机而言，则是指转轴上(机械端口)输出的机械功率，因而有
?P N = U N I N η N
?式中η N 是直流电动机的额定效率，它是直流电动机额定运行时输出机械功率与电源输入电功率之比。
?电动机轴上输出的额定转矩TN，其大小是额定功率除以转子角速度的额定值，即
?T N = T 2N = P N Ω N = P N 2π n N 60 =9.55 P N n N
?式中P N 的单位为W ，n N 的单位为r/min?，T N 的单位为Nm 。如果P N 的单位用，则系数9.55应该为9550。应此式不仅适用于直流电机，交流电动机也同样适用。
发电机的运行特性
1.为什么发电机在并网后，电压一般会有些降低？ (2) 2.为什么调节无功功率时有功功率不会变，而调节有功功率时无功功率会自动变化？ (2) 3.发电机运行时为什么会发热？ (2) 4.定子绕组单相接地时对发电机有危险吗？ (2) 5.大修后的发电机为什么要做空载和短路试验？ (2) 6.什么是保护接地与保护接零？ (3) 7.发电机启动前，对碳刷和滑环应进行那些检查？ (3) 8.发电机升压操作时应注意什么？ (3) 9.发电机并解列前为什么必须投入主变中性点地刀？ (3) 10.何谓发动机的调相运行？如何实现？ (4) 11.何谓发动机的进相运行，应注意什么，为什么？ (4) 12.何谓发动机自励磁，一般在什么情况下发生，如何避免？ (4) 13.失磁现象？ (4) 14.转子两点接地的危害表现为： (5) 15.发动机非全相运行的危害？ (5) 16.与发电厂相连的线路在什么情况下可采用零起升压？ (5) 17.定子单相接地时对发电机是否有危险? (5) 18.转子一点接地时发电机是否可以继续运行？ (6) 19.发电机为什么要做直流耐压试验并测泄漏电流? (6) 20.发电机的空载特性试验有什么意义?做发电机空载特性试验应注意哪些事项? (6) 21.发电机产生轴电压的原因是什么？它对发电机的运行有何危害？ (6)
1.为什么发电机在并网后，电压一般会有些降低？ 对于发电机来说，一般都是迟相运行，他的负载也一般是阻性和感性负载。当发电机升压并网后，定子绕组流过电流，此电流是感性的，感性电流在发电机内部的电枢反应作用比较大，他对转子磁场起削弱作用，从而引起端电压下降。当流过的只是有功电流时，也有相同的作用，只是影响比较小。这是因为定子绕组流过电流时产生磁场，这个磁场的一半对转子磁场起助磁作用，而另一半起去磁作用，由于转子磁场的饱和性，助磁一方总是弱于去磁的一方。因此，磁场会有所减弱，导致端电压有所下降。 2.为什么调节无功功率时有功功率不会变，而调节有功功率时无功功率会自动变化？ 调无功功率时，因为励磁电流的变化引起功角的变化，从式看出，当发电机电动势增加，SIN￥值减小时，有功基本不变。 调有功功率时，对无功功率输出的影响就较大。发电机能不能送无功功率与电压差有关这个电压差指的是发电机电动势和端电压（系统电压）的同相部分的电压差，只有这个电压差才产生无功电流。当发电机送出有功功率，电动势就与系统电压错开一个角度，这样无功电压变小了。当有功变化越大，差角就越大，无功电压更小，因此无功自动减小，反之，当差角减小，无功会自动增加。 3.发电机运行时为什么会发热？ 任何机器运转都会产生损耗，发电机也不例外，运行时他的内部损耗也很多。大致分四类： 铜损是指定子绕组的导线流过电流后在电阻上产生的损耗，即I2R而且定子槽内的导线产生的集肤效应额外引起损耗。 铁损是指铁芯齿部和轭部所产生的损耗，他有两种形式，一种是涡流损耗，另一种是磁滞损耗。涡流损耗是由于交变磁场产生感应电动势，在铁芯中引起涡流导致发热；磁滞损耗是由于交变磁场而使铁磁性材料克服交变阻力导致发热。 励磁损耗是转子绕组的电阻损耗。 另外，机械损耗就容易理解了。 这四种损耗都将使绕组、铁芯或其他部件发热，因此发电机在运行中会发热，这是不可避免的。 4.定子绕组单相接地时对发电机有危险吗？ 发电机的中性点是绝缘的，如果一相接地，乍看构不成回路，但是由于带电体与处于地电位的铁芯间有电容存在，发生一相接地，接地点有会有电容电流流过。单相接地电流的大小，与接地线匝的份额a成正比。当机端发生金属性接地，接地电流最大，而接地点越靠近中性点，接地电流愈小，故障点有电流流过，就可能产生电弧，当接地电流大于5A时，就会有烧坏铁芯的危险。 5.大修后的发电机为什么要做空载和短路试验？ 这两个试验都属于发电机的特性和参数试验，他与预防性试验的目的不同。这类试验是为了了解发电机的运行性能、基本量之间的关系的特性曲线以及被电机结构确定了的参数。做这些试验可以反映电机的某些问题。 空载试验是指电机以额定转速空载运行时，其定子电压与励磁电流之间的关系。他的用途很多，利用特性曲线，可以断定转子线圈有无匝间短路，也可判断定子铁芯有无局部短路如有短路，该处的涡流去磁作用也将使励磁电流因升至额定电
光刻原理
光 刻 工 艺 一、目的： 按照平面晶体管和集成电路的设计要求，在SiO 2或金属蒸发层上面刻蚀出与掩模板完全相对应的几何图形，以实现选择性扩散和金属膜布线的目的。 二、原理： 光刻是一种复印图象与化学腐蚀相结合的综合性技术，它先采用照像复印的方法，将光刻掩模板上的图形精确地复制在涂有光致抗蚀剂的SiO 2层或金属蒸发层上，在适当波长光的照射下，光致抗证剂发生变化，从而提高了强度，不溶于某些有机溶剂中，未受光照射的部分光致抗蚀剂不发生变化，很容易被某些有机溶剂溶解。然后利用光致抗蚀剂的保护作用，对SiO 2层或金属蒸发层进行选择性化学腐蚀，从而在SiO 2层或金属层上得到与光刻掩模板相对应的图形。 （一）光刻原理图 （一）光刻胶的特性： 1．性能，光致抗蚀剂是一种对光敏感的高分子化合物。当它受适当波长的光照射后就能吸收一定波长的光能量，使其发生交联、聚合或分解等光化学反应。由原来的线状结构变成三维的网状结构，从而提高了抗蚀能力，不再溶于有机溶剂，也不再受一般腐蚀剂的腐蚀． 2．组成：以KPR 光刻胶为例： 感光剂－－聚乙烯醇肉桂酸酯。 溶 剂－－环己酮。 增感剂－－5·硝基苊， 3．配制过程： 将一定重量的感光剂溶解于环己酮里搅拌均匀，然后加入一定量的硝基苊,再继续揖拌均匀，静置于暗室中待用。 感光剂聚乙烯醇肉桂酸酯的感光波长为3800?以内，加入5·硝基苊后感光波长范围发生了变化从2600—4700 ?。 （二）光刻设备及工具： 在SiO 2层上涂复光刻胶膜 将掩模板覆盖 在光刻胶膜上 在紫外灯下曝光 显影后经过腐蚀得到光刻窗口
1．曝光机－－光刻专用设备。 2．操作箱甩胶盘－－涂复光刻胶。 3．烘箱――烤硅片。 4．超级恒温水浴锅－－腐蚀SiO2片恒温用。 5．检查显为镜――检查SiO2片质量。 6．镊子――夹持SiO2片。 7．定时钟――定时。 8．培养皿及铝盒――装Si片用。 9．温度计――测量温度。 图（二）受光照时感光树脂分子结构的变化 三、光刻步骤及操作原理 1．涂胶：利用旋转法在SiO2片和金属蒸发层上，涂上一层粘附性好、厚度适当、均匀的光刻胶。 将清洁的SiO2片或金属蒸发片整齐的排列在甩胶盘的边缘上，然后用滴管滴上数滴光刻胶于片子上，利用转动时产生的离心力，将片子上多余的胶液甩掉，在光刻胶表面粘附能力和离心力的共同作用下形成厚度均匀的胶膜。 涂胶时间约为1分钟。 要求：厚度适当（观看胶膜条纹估计厚薄），胶膜层均匀，粘附良好，表面无颗粒无划痕。 图（三）光刻工艺流程示意图
汽轮发电机结构与原理
第四节汽轮发电机 汽轮发电机是同步发电机的一种，它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转，利用电磁感应原理把机械能转换成电能的设备。 汽轮发电机包括发电机本体、励磁系统及其冷却系统等。 一、汽轮发电机的工作原理 按照电磁感应定律，导线切割磁力线感应出电动势，这是发电机的基本工作原理。汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时，发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电流后，便建立一个磁场，这个磁场称主磁极，它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。 根据电磁感应定律，发电机磁极旋转一周，主磁极的磁力线北装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组（导线）依次切割，在定子绕组内感应的电动势正好变化一次，亦即感应电动势每秒钟变化的次数，恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。 汽轮发电机转子具有一对磁极（即1个N极、一个S极），转子旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势交变P次）。当汽轮机以每分钟3000转旋转时，发电机转子每秒钟要旋转50周，磁极也要变化50次，那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次，这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端（即中性点）连在一起。绕组的首端引出线与用电设备连接，就会有电流流过，这个过程即为汽
轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。 二、汽轮发电机的结构 火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。 发电机最基本的组成部件是定子和转子。 为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度，在这些部位埋置了多只测温元件，通过导线连接到温度巡检装置，在运行中进行监控，并通过微机进行显示和打印。 在发电机本体醒目的位置装设有铭牌，标出发电机的主要技术参数，作为发电机运行的技术指标。 （一）定子 发电机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖及轴承等部件组成。 1.定子铁芯 定子铁芯是构成磁路并固定定子绕组的重要部件，通常由0.5mm或0.35mm厚，导磁性能良好的冷轧硅钢片叠装而成。大型汽轮发电机的定子铁芯尺寸很大，硅钢片冲成扇形，再用多片拼装成圆形。 2.定子绕组 定子绕组嵌放在定子铁芯内圆的定子槽中，分三相布置，互成120°电角度，以保证转子旋转时在三相定子绕组中产生互成120°相位差的电动势。每个槽内放有上下两组绝缘导体（亦称线棒），每个线棒分为直线部分（置于铁芯槽内）和两个端接部分。直线部分是切割磁力线并产生感应电动势的有效边，端接部分起连接作用，把各线棒按一定的规律连接起来，构成发电机的定子绕
投影光刻机对准系统功能原理
投影光刻机对准系统功能原理 投影光刻机对准系统功能原理 1 对准系统简介 对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm（正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。 由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描 ±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。 PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。 1.1 对准系统的光学结构和功能 由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。 在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL 光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。 硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL 光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。 1.2 对准系统的电路部分 对准系统的电路部分主要的功能是： 1、产生一个信号去驱动光学调制器。 2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。 光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。 Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，
三相同步发电机的运行特性完整版
三相同步发电机的运行特性 、实验目的 1、用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。 2、由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。 二、预习要点 1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？ 3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？ 三、实验项目 1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。 2、空载实验：在n=n N、I=0 的条件下，测取空载特性曲线U0=f(I f) 。 3、三相短路实验：在n=n N、U=0 的条件下，测取三相短路特性曲线I K =f(I f)。 4、纯电感负载特性：在n=n N、I=I N、cosφ≈的0条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5、外特性：在n=n N、I f=常数、cos φ =1和cos φ =0.8滞(后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I) 。 6、调节特性：在n=n N、U=U N、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f(I) 。 四、实验方法 1 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51 3、测定电枢绕组实际冷态直流电阻被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。 测量与计算方法参见实验4-1。记录室温。测量数据记录于表5-1 中。
源 电 磁 励 2 5 ＋D ＋D 图 5-1 三相同步发电机实验接线 图 4、空载实验 (1) 按图 5-1 接线， 校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发 电机Ｇ Ｓ旋转， ＧＳ的定子绕组为 Y 形接法 (U N =220V) 。R f2用 R4 组件上的 90Ω与 90Ω 串联加 R6 上 90Ω 与 90Ω并联共 225Ω 阻值， R st 用 R2 上的 180Ω 电阻值， R f1用 R1 上的 1800Ω电阻值。开关 S 1， S 2 选用 D51 挂箱。 (2) 调节 D52 上的 24V 励磁电源串接的 R f2 至最大位置。调节 MG 的电枢串联电阻 R st 至最大值， MG 的励磁调节电阻 R f1 至最小值。开关 S 1、S 2 均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋 转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在 “关 ”断的位置，作 好实验开机准备。 (3) 接通控制屏上的电源总开关， 按下 “启动 ”按钮,接通励磁电源开关， 看到电流表 A 2有励磁电 流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关 ,起动 MG 。MG 起动运行正常后 , 把 R st 调至最小，调节 R f1使 MG 转速达到同步发电机的额定转速 1500 r/min 并保持恒定。 (4) 接通 GS 励磁电源，调节 GS 励磁电流 (必须单方向调节 )，使 I f 单方向递增至 GS 输出电压 U 0≈ 1.3U N 为止。 (5) 单方向减小 GS 励磁电流，使 I f 单方向减至零值为止，读取励磁电流 I f 和相应的空载电压 U 0。 (6) 共取数据 7～9 组并记录于表 5-2 中。 表 5-2 n=n N =1500r/min I=0 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 I(mA) 48.1 26.7 33.8 33.8 26.7 40.8 26.7 33.5 47.1 U(V) 0.76 0.42 0.53 0.53 0.42 0.64 0.42 0.53 0.74 R(Ω) 63.3 63.6 63.8 63.8 63.6 63.8 63.6 63.2 63.6 COSФ R L S 1 R L A R L I C R f2 ＋ x A MG X ＋ y B V 1 C 同步电机 励磁绕组 同步电机 电枢绕组 TG R t s 源 电 磁 励 GS 3~ 励磁绕组
直流电机的认识及直流发电机的特性
实验报告 实验课程名称电机原理与拖动基础实验开课学院电信学院 指导老师姓名 学生姓名 学生学号 学生专业班级 2014 —2015 学年第一学期
实验课程名称：电机原理与拖动基础实验 一、实验目的 1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3．学会直流电机电枢电阻的测量方法。 4．掌握直流他励电动机的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 5．掌握用实验方法测定直流发电机的空载特性。 二、实验仪器及设备 1．实验台主控制屏 2．转速、转矩、功率显示（NMEL-13C） 3．电机导轨（NMEL-14C） 4．直流电机仪表、电源（NMEL-18A）（位于实验台主控制屏的下部） 5．电机起动箱（NMEL-09） 6．直流电压、毫安、安培表（NMCL-001） 7．旋转指示灯及开关板（NMEL-05C） 8．三相可调电阻1800Ω（NMEL-03） 9．直流电动机M03 (采用他励) 10．直流发电机M01（采用他励，作校正直流测功机） 三、实验内容及电路 五．实验内容 图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图1．用伏安法测电枢的直流电阻 接线原理图见图1-1。 U：可调直流稳压电源（NMEL-18A） R：3000Ω磁场调节电阻（NMEL-09） V：直流电压表（MCL-001） A：直流安培表（MCL-001） M：直流电动机M03电枢 (1)经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R使至最大。直流电压表量程选为20V档，注意直流电压表先不要接入电路或选择最大量程；；直流安培表量程选为2A档。 (2)在电机转子圆周上按120°标上记号。按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V输出，可将电压表接入电路。 (3)缓慢调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电
汽轮机本体结构(低压缸与发电机)
第一章600WM汽轮机低压缸及发电机结构简介 一、汽轮机热力系统的工作原理 1、汽水流程： 1〉再热后的蒸汽从机组两侧的两个中压再热主汽调节联合阀及四根中压导汽管从中部进入分流的中压缸，经过正反各9 级反动式压力级后，从中压缸上部四角的4 个排汽口排出，合并成两根连通管，分别进入Ⅰ号、Ⅱ号2个低压缸。低压缸为双分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7 级反动式压力级后，从2个排汽口向下排入凝汽器。排入凝汽器的乏汽在凝汽器内凝结成凝结水,由凝结水泵升压后经化学精处理装置、汽封冷却器、四台低压加热器，最后进入除氧器，除氧水由给水泵升压后经三台高压加热器进入锅炉省煤器，构成热力循环。 二、汽轮机本体缸体的常规设计 低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，，提高了转子的寿命及启动速度。#1 低压转子的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。 三、岱海电厂的设备配置及选型 1）我公司的汽轮机组选用上海汽轮机厂生产的 N600-16.7/538/538 型600MW 机组。最大连续出力可达 648.624MW。这是上海汽轮机厂在引进美国西屋电气公司技术的基础上，对通流部分作了设计改进后的新型机组，它采用积木块式的设计。形式为亚临界参数、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽凝汽式汽轮机。具有较好的热负荷和变负荷适应性，采用数字式电液
调节（DEH）系统。机组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动。 汽轮机有两个双流的低压缸；通流级数为28级。低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，提高了转子的寿命及启动速度。低压缸设有四个径向支持轴承。#1 低压缸的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。 汽轮机低压缸有4级抽汽，分别用于向4 台低压加热器提供加热汽源。N600-16.7/538/538汽轮机采用一次中间再热，其优点是提高机组的热效率，在同样的初参数条件下，再热机组一般比非再热机组的热效率提高4%左右，而且由于末级蒸汽温度较非再热机组大大降低，因此，对防止汽轮机组低压末级叶片水蚀特别有利。但是中间再热式机组的热力系统比较复杂。 汽轮机额定基本参数 型号N600-16.7/538/538 铭牌出力603.7MW 结构形式亚临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、反动式、冷凝式 主汽压力16.7MPa 主汽温度538℃ 再热汽压力 3.194MPa 再热汽温度538℃ 背压11.8kPa（a） 冷却水温18℃ 给水温度278.2℃ 转速3000r/min 旋转方向从汽轮机端向发电机端看为顺时针 汽轮机抽汽级数8级
光刻机和光掩膜版
十三章 光刻II 光刻机和光掩膜版 前几章讲述了光刻胶材料的性质和工艺技术。在这一章里，我们介绍如何将图形转移到硅片表面上，包括以下内容：a)将图形投影到硅片表面的装置（即光刻对准仪或光刻翻版机），由此使得所需图形区域的光刻胶曝光。 b)将图形转移到涂有光刻胶的硅片上的工具（即光掩模版和中间掩模版）。在介绍光刻机或掩模版之前，把用以设计和描述操作光刻机的光学原理简要地说明一下。它们是讲明光掩模板和中间掩模版的基础。 在讨论光学原理之前，有必要介绍一下微光刻硬件的关键。那就是把图形投影到硅表面的机器和掩模版的最重要的特征：a)分辨率、b)图形套准精度、c)尺寸控制、d)产出率。 通常，分辨律是指一个光学系统精确区分目标的能力。特别的，我们所说的微图形加工的最小分辨率是指最小线宽尺寸或机器能充分打印出的区域。然而，和光刻机的分辨率一样，最小尺寸也依赖于光刻胶和刻蚀的技术。关于分辨率的问题将在微光刻光学一章中更彻底的讲解，但要重点强调的是高分辨率通常是光刻机最重要的特性。 图形套准精度是衡量被印刷的图形能“匹配”前面印刷图形的一种尺度。由于微光刻应用的特征尺寸非常小，且各层都需正确匹配，所以需要配合紧密。
微光刻尺寸控制的要求是以高准度和高精度在完整硅片表面产生器件特征尺寸。为此，首先要在图形转移工具〔光刻掩模版〕上正确地再造出特征图形，然后再准确地在硅片表面印刷出〔翻印或刻蚀〕。 加工产率是重要但 不是最重要加工特征。例 如，如果一个器件只能在 低生产率但高分辨率的 光刻机制版，这样也许仍 然是经济的。不过，在大 部分生产应用中，加工和 机器的产率是很重要的， 也许是选择机器的重要因素之一。 1.微光刻光学 在大规模集成电路的制造中。光刻系统的分辨率是相当重要的，因为它是微器件尺寸的主要限制。在现代化投影光刻机中光学配件的质量是相当高的，所以图形的特征尺寸因衍射的影响而受限制，而不会是因为镜头的原因(它们被叫做衍射限制系统)。因为分辨率是由衍射限度而决定的，那就必须弄明白围绕衍射限度光学的几个概念，包括一致性、衍射、数值孔径、调频和许多重要调节转换性能。下几节的目的就是要简要和基本地介绍这些内容。参考资料1·2讲得更详细。 衍射·一致性·数值孔径和分辨率 图（1）：一束空间连续光线经过直的边缘时的光强 a)依据几何光学b)散射
直流发电机的工作特性实验报告范本
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and form future countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ 直流发电机的工作特性实验报 告
编号：FS-DY-20379 直流发电机的工作特性实验报告 篇一：直流发电机实验报告 一、实验目的 1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 二、预习要点 1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。 2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？ 3、并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？ 4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？ 三、实验项目
1、他励发电机实验 （1）测空载特性保持n=nN使IL=0，测取U0=f（If）。 （2）测外特性保持n=nN使If=IfN ，测取U=f（IL）。 （3）测调节特性保持n=nN使U=UN，测取If=f（IL）。 2、并励发电机实验 （1）观察自励过程 （2）测外特性保持n=nN使Rf2=常数，测取U=f（IL）。 3、复励发电机实验 积复励发电机外特性保持n=nN使Rf2＝常数，测取U ＝f（IL）。 四、实验设备及挂件排列顺序 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序D31、D44、D31、D42、D51 五、实验方法1、他励直流发电机 励磁电源图2－3直流他励发电机接线图 按图2-3接线。图中直流发电机G选用DJ13，其额定值PN＝100W，UN＝200V，IN＝0.5A，nN＝1600r/min。校正直流测功机MG作为G的原动机（按他励电动机接线）。MG与
汽轮机设备结构与工作原理4
汽轮机设备结构与工作原理（4） 81．汽轮机的滑销有哪些种类？它们各起什么作用？ 根据滑销的构造形式、安装位置可分为下列六种： ⑴横销：一般安装在低压汽缸排汽室的横向中心线上，或安装在排汽室的尾部，左右两侧各装一个。横销的作用是保证汽缸横向的正确膨胀，并限制汽缸沿轴向移动。由于排汽室的温度是汽轮机通流部分温度最低的区域，故横销都装于此处，整个汽缸由此向前或向后膨胀，形成了轴向死点。 ⑵纵销：多装在低压汽缸排汽室的支撑面、前轴承箱的底部、双缸汽轮机中间轴承的底部等和基础台板的接合面间。所有纵销均在汽轮机的纵向中心线上。纵销可保证汽轮机沿纵向中心线正确膨胀，并保证汽缸中心线不能作横向滑移。因此，纵销中心线与横销中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点，在汽缸膨胀时，这点始终保持不动。 ⑶立销：装在低压汽缸排汽室尾部与基础台板间，高压汽缸的前端与轴承座间。所有的立销均在机组的轴线上。立销的作用可保证汽缸的垂直定向自由膨胀，并与纵销共同保持机组的正确纵向中心线。 ⑷猫爪横销：起着横销作用，又对汽缸起着支承作用。猫爪一般装在前轴承座及双缸汽轮机中间轴承座的水平接合面上，是由下汽缸或上汽缸端部突出的猫爪，特制的销子和螺栓等组成。猫爪横销的作用是：保证汽缸在横向的定向自由膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩，推动轴承座向前或向后移动，以保持转子与汽缸的轴向相对位置。 ⑸角销：装在排汽缸前部左右两侧支撑与基础台板间。销子与销槽的间隙为0.06～0.08mm。 斜销是一种辅助滑销，不经常采用，它能起到纵向及横向的双重导向作用。 82．什么是汽轮机膨胀的“死点”，通常布置在什么位置？ 横销引导轴承座或汽缸沿横向滑动并与纵销配合成为膨胀的固定点，称为“死点”。也即纵销中心线与横销中心线的交点。“死点”固定不动，汽缸以“死点”为基准向前后左右膨胀滑动。对凝汽式汽轮机来说，死点多布置在低压排汽口的中心线或其附近，这样在汽轮机受热膨胀时，对于庞大笨重的凝汽器影响较小。国产200MW和125MW汽轮机组均设两个死点，高、中压缸向前膨胀，低压缸向发电机侧膨胀，各自的绝对膨胀量都可适当减小。 83．汽轮机联轴器起什么作用？有哪些种类？各有何优缺点？ 联轴器又叫靠背轮。汽轮机联轴器是用来连接汽轮发电机组的各个转子，并把汽轮机的功率传给发电机。汽轮机联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。以下介绍这几种联轴器的优缺点。刚性联轴器：优点是构造简单、尺寸小、造价低、不需要润滑油。缺点是转子的振动、热膨胀都能相互传递，校中心要求高。半挠性联轴器：优点是能适当弥补刚性靠背轮的缺点，校中心要求稍低。缺点是制造复杂、造价较大。挠性联轴器：优点是转子振动和热膨胀不互相传递，允许两个转子中心线稍有偏差。缺点是要多装一道推力轴承，并且一定要有润滑油，直径大，成本高，检修工艺要求高。大机组一般高低压转子之间采用刚性联轴器，低压转子与发电机转子之间采用半挠性联轴器。 84．刚性联轴器分哪两种？ 刚性联轴器又分装配式和整锻式两种型式。 装配式刚性联轴器是把两半联轴器分别用热套加双键的方法，套装在各自的轴端上，然后找准中心、铰孔，最后用螺栓紧固；整锻式刚性联轴器与轴整体锻出。这种联轴器的强度和刚度都比装配式高，且没有松动现象。为使转子的轴向位置作少量调整，在两半联轴器之间装有垫片，安装时按具体尺寸配制一定厚度的垫片。 ．什么是半挠性联轴器？85． 半挠性联轴器的结构是在两个联轴器间用半挠性波形套筒连接，并用螺栓紧固。波形套筒在
直流发电机直流电动机的工作原理和结构.
直流发电机直流电动机的工作原理和结构 直流电机工作原理和结构 一、直流电机工作原理 * 直流发电机的工作原理 * 直流电动机的工作原理 * 电机的可逆运行原理 两个定理与两个定则 1、电磁感应定理在磁场中运动的导体将会感应电势，若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直，则作用导体中感应的电势大小 为： e = B·l·v 符 号 物理 量 单位 B 磁场的磁感应强 度 Wb/m2 v 导体运动速 度 米/秒 l 导体有效长 度 m
e 感应电 势 V 电势的方向用右手定 则 2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直 (见下图)，作用在导体上的电磁力大小为：f = B·l·i 符 号 物理 量 单位 i 导体中的电 流 A l 导体有效长 度 m f 电磁 力 N
力的方向用左手 定则 （一）直流发电机的工作原理 1.直流发电机的原理模型
2.发电机工作原理 a、直流电势产 生用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动
势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结 论线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。（二）直流电动机的工作原理 1.直流电动机的原理模型（图1.1.5） 直流电动机的工作原理 要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理 （三）电机的可逆运行原理从上述基本电磁情况来看：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理 二、直流电机的结构 旋转电机结构形式 , 必须有满足电磁和机械两方面要求的结构
Nikon光刻机对准系统功能原理
Nikon光刻机对准系统功能原理 投影光刻机对准系统功能原理 1 对准系统简介 对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm （正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。 由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。 PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。 1.1 对准系统的光学结构和功能 由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。 在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。 硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。 1.2 对准系统的电路部分 对准系统的电路部分主要的功能是： 1、产生一个信号去驱动光学调制器。 2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。 光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。 Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，将产生一个对准电信号，该信号以中断信号的形式输入计算机，X向对准的两个象限光栅都将产生其各自的中断信号。当产生中断信号的同时，计算机将记录下此时工件台的位置。在X向对准的时候，一个标记中两个象限的光栅同时参与，在每个象限中光栅条纹之间的间距是一个恒定的常数，但是这两个象限的光栅条纹间距并不相同，如图2所示。在对准扫描的过程中，每一个象限中的每一条光栅条纹都将会产生各自的一个中断信号，由于两个象限的光栅条纹间距不同，所以在扫描的时候只能有一个点将同时产生两个中断信号，而这个点就是在X
直流电机工作原理
第三章直流电机的原理 本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。本章共有10节课，内容和时间分配如下： 1.掌握直流电机的结构及工作原理。（2节） 2.掌握直流电机绕组有关的结构。（2节） 3.掌握直流电机绕组的电枢反应。（1节） 4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。（1节） 5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。( 2.5节) 6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。( 1.5节) 第一节直流电机的基本工作原理 一直流电机的用途 直流电动机的优点： 1 调速范围广，易于平滑调节 2 过载、启动、制动转矩大 3 易于控制，可靠性高 4 调速时的能量损耗较小 缺点: 换向困难，容量受到限制，不能做的很大。 应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。 直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。 二、直流电机的工作原理 原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。 为了讨论直流电机的工作原理，我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。（一）直流发电机的工作原理 1．工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。 e=Blv。 B:磁密l：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。 正方向：用右手定则判断。电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。
理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势） 2 发电机工作过程分析：两磁极直流发电机的工作原理图。 （1）构成： 磁场：图中N和 S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。 励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。 电枢绕组：在N极和 S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。 换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。换向器上压着固定不动的炭质电刷。 电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
直流发电机
实验二直流发电机 一．实验目的 1．掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 2．通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 二．预习要点 1.什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。 2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？ 3.并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？ 4.如何确定复励发电机是积复励还是差复励？ 三．实验项目 1.他励发电机 (1)空载特性：保持n=n N，使I=0，测取Uo=f(I f)。 (2)外特性：保持n=n N，使I f =I fN，测取U=f(I)。 (3)调节特性：保持n=n N，使U=U N，测取I f=f(I)。 2.并励发电机 (1)观察自励过程 (2)测外特性：保持n=n N，使R f2=常数,测取U=f(I)。 3.复励发电机 积复励发电机外特性：保持n=n N，使R f=常数，测取U=f(I)。 四．实验设备及仪器 1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。 2．电机导轨及测功机，转矩转速测量组件（MEL-13）或电机导轨及转速表。 3．直流并励电动机M03。 4．直流复励发电机M01。 5．直流稳压电源（位于主控制屏下部）。 6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 7．波形测试及开关板（MEL-05）。 8．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。 9．三相可调电阻90Ω（MEL-04）。
10．电机起动箱（MEL-09）。 五．实验说明及操作步骤 图1-3直流他励发电机接线图 按图1-3接线 G：直流发电机M01，P N=100W，U N=200V，I N=，N N=1600r/min M：直流电动机M03，按他励接法 S1、S2：双刀双掷开关，位于MEL-05 R1：电枢调节电阻100Ω/，位于MEL-09。 R f1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于MEL-09。 R f2：磁场调节变阻器，采用MEL-03最上端900Ω变阻器，并采用分压器接法。 R2：发电机负载电阻，采用MEL-03中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联）。调节时先调节串联部分，当负载电流大于时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2、mA2、A2：分别为直流电压表（量程为300V档），直流毫安表（量程为200mA档），直流安倍表（量程为2A档）
光刻机的技术原理和发展趋势
光刻机的技术原理和发展趋势 王平0930******* 摘要： 本文首先简要介绍了光刻技术的基本原理。现代科技瞬息万变，传统的光刻技术已经无法满足集成电路生产的要求。本文又介绍了提高光刻机性能的关键技术和下一代光刻技术的研究进展情况。 关键字：光刻；原理；提高性能；浸没式光刻；下一代光刻 引言： 光刻工艺直接决定了大规模集成电路的特征尺寸，是大规模集成电路制造的关键工艺。作为光刻工艺中最重要设备之一，光刻机一次次革命性的突破，使大模集成电路制造技术飞速向前发展。因此，了解光刻技术的基本原理，了解提高光刻机性能的关键技术以及了解下一代光刻技术的发展情况是十分重要的。本文就以上几点进行了简要的介绍。 光刻技术的基本原理： 光刻工艺通过曝光的方法将掩模上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，然后通过显影、刻蚀等工艺将图形转移到硅片上。 1、涂胶 要制备光刻图形，首先就得在芯片表面制备一层均匀的光刻胶。截止至2000年5月23日，已经申请的涂胶方面的美国专利就达118项。在涂胶之前，对芯片表面进行清洗和干燥是必不可少的。目前涂胶的主要方法有：甩胶、喷胶和气相沉积，但应用最广泛的还是甩胶。甩胶是利用芯片的高速旋转，将多余的胶甩出去，而在芯片上留下一层均匀的胶层，通常这种方法可以获得优于+2%的均匀性（边缘除外）。胶层的厚度由下式决定： 式中：F T为胶层厚度，ω为角速度，η为平衡时的粘度，ρ为胶的密度，t为时间。由该式可见，胶层厚度和转速、时间、胶的特性都有关系，此外旋转时产生的气流也会有一定的影响。甩胶的主要缺陷有：气泡、彗星（胶层上存在的一些颗粒）、条纹、边缘效应等，其中边缘效应对于小片和不规则片尤为明显。
直流发电机的工作原理与结构
直流发电机的工作原理及结构 电机的可逆运行原理 两个定理与两个定则 1、电磁感应定理 在磁场中运动的导体将会感应电势，若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直，则作用导体中感应的电势大小为： e = B·l·v 符号物理量单位 B 磁场的磁感应强度Wb/m2 v 导体运动速度米/秒 l 导体有效长度m e 感应电势V 电势的方向用右手定则
2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直(见下图)，作用在导体上的电磁力大小为：f = B·l·i 符号物理量单位 i 导体中的电流A l 导体有效长度m f 电磁力N 力的方向用左手定则 （一）直流发电机的工作原理 1.直流发电机的原理模型
2.发电机工作原理
a、直流电势产生 用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边a b 和c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结论 线圈的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A B 端的电动势却是直流电动势。 直流发电机[浏览次数：约145次] ?直流发电机是一种把机械能转换为直流电输出的电机，流电动机具有良好的起动性能和调速性能，因此广泛应用于要求调速平滑，调速围广等对调速要求较高的电气传动系统中，如电力机车、无轨电车、轧钢机起重设备等。 目录 ?直流发电机的结构 ?直流发电机的部件功能 ?直流发电机的工作原理 ?直流发电机的额定值